氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹

用核磁共振研究摻防凍劑的白水泥漿體的結冰抗凍行為，發現在－２℃時核磁共振信號出現突變，這是由于大于50nm孔隙里面的水出現結冰。同時還發現摻以硝酸鈣為主的防凍劑會減少尺寸在3～10nm 范圍內的孔隙數量，形成相對粗大的孔隙（尺寸不小于30nm的孔隙數量有所增加），這將促使防凍劑在混凝土內部孔隙中更好地滲透擴散，增強其作用效果。用核磁共振質子縱向弛豫研究了高效減水劑對白水泥漿體水化進程的影響，發現高效減水劑可以延長水泥漿體工作性的保持時間，并且明顯加速水泥的水化。核磁共振測量方法一類是測量非均勻磁場中不同時間產生的回波串的信號衰減包絡。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹

水泥水化反應幾分鐘后，核磁共振縱向弛豫時間分布呈現兩個峰，一個是在100ms附近，反映水泥顆粒周圍自由水的弛豫信息；另一個是在2ms附近，反映水泥凝結之前包裹在絮凝結構中水的弛豫信息。研究發現，水泥水化進程中極長弛豫時間隨時間的變化呈現出５個階段，正好與水泥水化反應的初始反應、誘 導期、加速期、減速期和穩定期相對應。 通過質子橫向弛豫來反映白水泥漿體的水化進程，發現從加水開始15min到200h，水泥漿體水化過程中出現５種不同的自旋質子群。研究中用自旋－自旋弛豫時間和信號量百分比來表征不同種類的自旋質子群，以此來監測水泥漿體的水化進程，觀測研究結果與通過其它途徑測得的結果呈現良好一致性，證明了用核磁共振來研究水泥水化的可靠性。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可用于非常規巖芯的產油產氣過程模擬等檢測分析。

達西定律描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線性關系的規律，又稱線性滲流定律。1856年由法國工程師H.P.G.達西通過實驗總結得到。1852-1855年，達西進行了水通過飽和砂的實驗研究，發現了滲流量Q與上下游水頭差（h2-h1）和垂直于水流方向的截面積A成正比，而與滲流長度L成反比，即：Q=K*A*（h2-h1）/L。

非常規儲層呈現低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線，滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，非達西現象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。

PM-1030 是用于測試水泥和混凝土樣品的臺式磁共振分析系統，儀器采用磁共振電子控制中心部件，配備的數據采集和分析軟件。主要用于對水泥、混凝土和巖石材料中水分物性、孔隙物性、水化過程、干燥過程、水分遷移等的測量分析，材料的微觀結構，裂縫變化，對水分的吸收，酸腐蝕研究，鹽類在孔隙中的形成，致密水泥中的強力束縛水和水分對混凝土物理參數的影響。

本應用實驗是干燥的灰水泥樣本1-2與白水泥樣本2-1CPMG(T2)信號與反演譜。主峰區域表示束縛水含量，其中白水泥樣品中在主峰左側出現一個額外的T2峰，可能為樣品中結合水產生（進一步分析可參照下述T1-T2二維譜圖），其中灰水泥樣本主峰對應的弛豫時間（0.169ms）相較白水泥樣本主峰（0.442ms）左移，可能的原因為灰水泥樣本中含有鐵磁質。 水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可用于非常規巖芯總孔隙度及有效孔隙度檢測。

通過不同含水量土壤在靜置不同時間后的一維弛豫時間分析，可推斷：水分進入土壤后，將立即滲透至不受約束的有機質中，形成凝膠相，不受約束礦物顆粒（粘土）的微孔中，這一過程很短。然而隨著水分的進入，土壤的組分單元將與水分產生相互作用，如水分滲透進有機質與礦物顆粒的結合界面，從而阻斷之間的氫鍵連接、離子鍵連接、共價鍵連接等，甚至還伴隨著水解作用的產生，隨著這些約束的破壞，其產物如分離出的有機質和礦物顆粒進一步吸水，從而終達到水分傳輸分布的平衡狀態，反推，當如土壤失水干燥時，伴隨著凝膠相失水坍塌、有機質與礦物質在界面作用下，重新分型聚集，封閉微孔等。這可有效表征土壤在吸水/失水過程中微觀結構的變化，對土壤中水分的遷移、水分子動力學研究等提供依據，同時，這一微孔打開/封閉的過程，將極有可能使污染物在土壤中聚集，從而形成土壤污染。T2弛豫時間反演譜圖累加值，可有效用于土壤總體含水量的測量，開展土壤持水能力的研究。核磁共振磁體的主要指標有磁場強度、磁場均勻性、磁場的溫度穩定性。增加磁場強度能夠。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹

土壤和巖芯在多孔介質中起到支撐和穩定作用。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹

MAG-MED核磁共振分析儀通過弛豫時間長短的測量能夠有效區分樣品中不同水分含量及比例、樣品中孔徑大小的分布及孔隙變化信息。 土壤、凍土、巖石材料中的自由水、束縛水、不同相態水。由于水分子中的氫原子核運動能力差異：束縛水相對自由水其氫原子核運動受到束縛強。固態水（冰）相較液態水其氫原子核運動受到的束縛強。所以其弛豫時間存在差異。束縛強的氫原子核弛豫時間短。運動相對自由的氫原子核弛豫長。同理。小孔中水分的氫原子核運動束縛強。弛豫時間短；而大孔中水分的氫原子核運動相對自由。弛豫時間長。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統介紹